KR100714515B1 - Method and elevator scheduler for scheduling plurality of cars of elevator system in building - Google Patents
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Abstract
본 발명은 빌딩에서의 엘리베이터 시스템의 카를 스케줄링하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 새롭게 도착한 승객이 상승 버튼 또는 하강 버튼을 눌러 서비스에 대한 호출을 생성할 때마다 실행이 개시된다. 엘리베이터의 장래 상황에 근거하여, 호출에 대해 서비스를 제공하도록 카가 배정되면, 각 카에 대해, 모든 현재의 승객들에 대한 제 1 대기 시간이 결정된다.
The present invention relates to a method of scheduling a car of an elevator system in a building. This method is initiated whenever a newly arrived passenger presses the up or down button to create a call to the service. Based on the future situation of the elevator, once a car is assigned to service a call, for each car a first waiting time for all current passengers is determined.
Description
본 발명은 일반적으로 엘리베이터 카(elevator cars)의 스케줄링(scheduling)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 장래의 승객까지 고려한 엘리베이터 스케줄링 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
대형 빌딩에서의 엘리베이터 스케줄링은 어려운 산업상 문제로 알려져 있다. 이 문제는, 바니(Barney)에 의한 "엘리베이터 트래픽 핸드북(Elevator Traffic Handbook)"(스폰 프레스(Spon Press), 런던, 2003년)을 참조하면, 매우 큰 상태 공간 및 중대한 불확실성을 특징으로 하고 있다. 통상적으로, 승객은 호출 버튼을 누르는 것에 의해 엘리베이터 서비스를 요청한다. 이것은 엘리베이터 스케줄러가 엘리베이터 카를 배정하여 해당 승객에 대해 서비스하도록 한다.Elevator scheduling in large buildings is a difficult industrial problem. This problem is characterized by very large state space and significant uncertainty, referring to Barney's "Elevator Traffic Handbook" (Spon Press, London, 2003). Typically, a passenger requests elevator service by pressing a call button. This allows the elevator scheduler to assign an elevator car to service the passenger.
초기의 엘리베이터 스케줄러는 집단적 그룹 제어의 원칙(the principle of collective group control)을 이용하였다. 이러한 발견법(heuristic)에서는, 스트 라코스치(Strakosch)의 "수직 운송 : 엘리베이터 및 에스컬레이터(Vertical transportation: elevators and escalators)"(존 윌리&손스사, 1998년)를 참조하면, 그 현재 운행 방향으로 가장 근접한 카를 해당 승객에게 서비스하도록 배정한다. 이러한 스케줄링은 적절하지 않고 또한 예측이 불가능하다. 이러한 이유로 인해, 이 집단적 제어는, 호출 직후에, 승객들이, 카가 자신들을 픽업할 것이라는 것에 대해 통지될 것이라고 기대할 때에는 수용되기 어렵다.Early elevator schedulers used the principle of collective group control. In this heuristic, refer to Strakosch's "Vertical transportation: elevators and escalators" (John Willy & Sons, 1998). Assign a nearby car to service the passenger. Such scheduling is not appropriate and unpredictable. For this reason, this collective control is difficult to accept when passengers expect to be notified that the car will pick them up, immediately after the call.
다른 발견법은 각 승객에 대한 체류 응답 시간(a remaining response time : RRT)을 최소화하는 것이다. 이 RRT는, 파웰(Powell) 등에 의한 1992년 9월 8일에 등록된 미국 특허 제 5,146,053 호 "체류 응답 시간에 근거한 엘리베이터 급송(Elevator dispatching based on remaining response time)"을 참조하면, 현재 스케줄에 의해 사전 규정된 각 승객의 픽업에 걸리는 시간이라고 정의되어 있다. 이러한 발견법은 승객들의 대기 시간을 최소화하는 것에만 중점을 두어서, 장래의 승객들의 대기 시간에 미치는 현재 배정의 영향을 완전히 무시하고 있다.Another discovery is to minimize a remaining response time (RRT) for each passenger. This RRT is based on the current schedule, referring to US Patent 5,146,053, "Elevator dispatching based on remaining response time," registered on September 8, 1992 by Powell et al. It is defined as the time taken for the pickup of each pre-defined passenger. These findings focus solely on minimizing passenger wait times, completely ignoring the impact of current assignments on future passenger wait times.
RRT에 근거한 최소화 중에서는, 바오(Bao)에 의한 "다운-피크 트래픽에 대한 엘리베이터 운행관리자(Elevator dispatchers for down-peak traffic)"(메사추세츠, 암허스트, 메사추세츠 대학, 전기 및 컴퓨터 엔지니어링과, 기술 보고서, 1994년)을 참조할 경우의, 승객들의 요구 목적 층에 관련된 불확실성을 무시하는 방법과, 참조용으로서, 니코브스키(Nikovski) 등에 의한 "결정-이론 그룹 엘리베이터 스케줄링(Decision-theoretic group elevator scheduling)"(이태리, 트랜토, 제 13 회 자동화 프래닝 및 스케줄링에 대한 국제 컨퍼런스, 2003년 6월) 및 브랜드 (Brand) 등에 의해 2003년 6월 3일 제출된 미국 특허 출원 제 10/161,304 호 "최적의 그룹 엘리베이터 제어용 엘리베이터의 다이내믹 프로그래밍을 위한 시스템 및 방법(Method and System for Dynamic Programming of Elevators for Optimal Group Elevator Control)"을 참조할 경우의, 목적 층에 대해 각 승객들의 예상 RRT를 적절히 결정하는 방법들로 더 구별될 수 있다.Among the minimizations based on RRT, "Elevator dispatchers for down-peak traffic" by Bao (Massachusetts, Amherst, University of Massachusetts, Department of Electrical and Computer Engineering, Technical Report) (1994), and how to ignore the uncertainties associated with passenger demand floors and, as a reference, by "Decision-theoretic group elevator scheduling" by Nikovski et al. US Patent Application No. 10 / 161,304, filed June 3, 2003 by Brand, et al. (Int'l, Transto, 13th International Conference on Automation Planning and Scheduling, June 2003) and Brand et al. "Method and System for Dynamic Programming of Elevators for Optimal Group Elevator Control" When referenced, it may be further distinguished by methods for properly determining the expected RRT of each passenger for the destination floor.
그러나, 장래 승객들과 연관된 불확실성은 적어도 2개의 이유로 인해 아주 새로운 과제로 된다. 모든 장래 승객들의 대기 시간에 관해 현재 결정의 영향을 적절히 고려하는 것은 매우 복잡한 문제이다. 첫째, 도착 시간, 도착 층 및 목적 층 모두를 알지 못하기 때문에, 장래의 승객들과 연관된 불확실성은 매우 높다. 둘째, 현재 결정이 먼 장래까지 임의로 승객들의 대기 시간에 잠재적으로 영향을 준다는 것인데, 이는 무한의 문제에 대한 이론적 최적 범위를 생성한다.However, the uncertainty associated with future passengers is a brand new challenge for at least two reasons. It is a complex matter to properly consider the impact of current decisions regarding the waiting times of all future passengers. First, the uncertainty associated with future passengers is very high because they do not know all the arrival time, arrival floor and destination floor. Second, the current decision may potentially affect passenger waiting time arbitrarily until the distant future, which creates a theoretical optimal range for the infinite problem.
계산상의 어려움에도 불구하고, 장래의 승객들을 무시하는 것은 종종 최적이지 않은 스케줄링 결과를 초래한다. 이러한 현재 배정은 카의 장래 운행에 영향을 주어, 최소 시간량으로 장래 호출에 대해 서비스하는 능력에 대해 영향을 끼친다.Despite computational difficulties, ignoring future passengers often results in less than optimal scheduling results. This current assignment will affect the future operation of the car, affecting the ability to service future calls with a minimum amount of time.
장래의 승객들의 중요성을 예증하는 하나의 특정 상황은 피크 트래픽(peak traffic)이다. 다운-피크 트래픽 기간(down-peak traffic periods) 동안에는, 예컨대 평일의 퇴근 시간이나 그 무렵에는, 대부분의 장래 승객들은 그들의 목적지로서 주층(main floor)을 선택한다. 이들 장래 승객들은 상층에 걸쳐 대부분 분산되어 있기 때문에, 다운-피크 트래픽을 위한 스케줄링은 매우 어려운 문제이다.One particular situation that illustrates the importance of future passengers is peak traffic. During down-peak traffic periods, for example during or after work on weekdays, most future passengers choose the main floor as their destination. Since these future passengers are largely distributed across the upper floors, scheduling for down-peak traffic is a very difficult problem.
업-피크 트래픽 기간(up-peak traffic periods) 동안에는, 대부분의 장래 승 객들은 주층에 도착하여 상층으로 서비스되도록 요청한다. 통상적으로, 업-피크 기간은 다운-피크 기간에 비하여 매우 짧고, 왕래가 잦으며 집중된다. 따라서, 업-피크 처리량은 통상적으로 엘리베이터 시스템이 빌딩에 적합한지 여부를 결정하는 제한 요인(limiting factor)이다. 이에 따라, 업-피크에 대한 스케줄링 처리를 최적화하는 것이 중요하다.During up-peak traffic periods, most prospective passengers arrive at the main floor and request service to the upper floor. Typically, the up-peak period is much shorter, more frequent and concentrated than the down-peak period. Thus, up-peak throughput is typically a limiting factor that determines whether an elevator system is suitable for a building. Accordingly, it is important to optimize the scheduling process for up-peak.
이하의 시나리오를 고찰한다. 어떤 상층에서 호출이 이루어진다. 단 한 대의 카가 주층에 파킹되어 있으며, 스케줄러는, 승객들의 예측된 대기 시간에만 근거하여, 그 카가 호출에 대해 서비스하도록 결정한다. 주층에서의 카가 호출에 대해 서비스하도록 급송되면, 주층에는 카가 없는 상태로 되어, 장래 승객들은 카가 대기하고 있을 때보다 더 오래 대기해야 할 것이다. 종래의 스케줄러에서 일반적으로 볼 수 있는 이 근시안적인 결정은, 카가 전술한 한 명의 승객에게 서비스하는 동안, 주층에서는 많은 대기 승객들이 빠른 시간 내에 채워지기 때문에, 업-피크 트래픽 시에는 특히 어려운 순간을 맞이하게 된다.Consider the following scenario. At some level the call is made. Only one car is parked on the main floor, and the scheduler decides to only service the call based on the passenger's expected waiting time. If a car at the main floor is dispatched to service a call, the main floor will be free of cars, so future passengers will have to wait longer than when the car is waiting. This shortsighted decision, which is commonly found in conventional schedulers, is particularly difficult during up-peak traffic, because the main floor is filled with many waiting passengers in a short time while the car serves one of the passengers mentioned above. do.
몇몇의 엘리베이터 스케줄링 방법은, 변화하는 장래 결과에 따라 장래 승객들을 고려하는 것으로 알려져 있다. 어떤 스케줄러들은, 우지하라 등에 의한 "혁명적인 AI-2000 엘리베이터 그룹 제어 시스템 및 새로운 지능 옵션 시리즈(The revolutionary AI-2000 elevator group-control system and the new intelligent option series)"(미츠비시 전기 어드밴스, 45:5~8, 1998년)를 참조하면, 전술한 경우와 유사한 상황을 식별하는 퍼지 룰을 이용하여, 장래 일에 대해 더 민감한 결정을 한다. 그러나, 이러한 방법은 중대한 단점이 있다. 첫째, 이 룰은 수동으로 코드화할 필요가 있다. 따라서, 시스템은 단지 "전문가"에게만 유용하다. 둘째, 특히 어떤 특정 상황에 대해 적용 가능한 룰이 없을 때에, 룰 간의 퍼지 룰 추론의 해석이 종종 엉뚱하게 행해진다. 따라서, 엘리베이터는 의도되지 않은 엉뚱한 방식으로 종종 동작한다.Some elevator scheduling methods are known to consider future passengers according to changing future outcomes. Some schedulers, "The revolutionary AI-2000 elevator group-control system and the new intelligent option series" by Ujihara et al. (Mitsubishi Electric Advanced, 45: 5 8, 1998), using fuzzy rules that identify situations similar to those described above, make more sensitive decisions about future work. However, this method has a significant disadvantage. First, this rule needs to be coded manually. Thus, the system is only useful for "experts". Second, the interpretation of fuzzy rule inference between rules is often erratic, especially when there are no applicable rules for any particular situation. Thus, elevators often operate in unintended and erratic ways.
또 다른 방법은 그룹 엘리베이터 스케줄링이 문제를 발생하는 일련의 결정임을 인식하고 있다. 이러한 방법은, 크리테스(Crites) 등에 의한 "다중 강화 학습 에이전트를 이용한 엘리베이터 그룹 제어(Elevator group control using multiple reinforcement learning agents)"(기계적 학습(Machine Learning), 33:235, 1998년)를 참조하면, 엘리베이터 시스템의 모든 장래 상태를 비동기적으로 업데이트하는 Q-학습 알고리즘(Q-learning algorithm)을 이용한다. 이들은 신경망에 의해 시스템의 거대한 상태 공간을 처리하는데, 이는 모든 장래 상태들의 비용을 근사시킨다. 이들 접근법은 중요한 가능성을 보여준다. 그러나, 그 계산적 요구에 의해 상용 시스템에서는 완전히 비실용적으로 된다. 단일 트래픽 프로파일에 집중되는 당해 방법에 대한 엘리베이터 동작 실험에는 대략 60,000 시간이 걸리고, 다른 더 빠른 알고리즘에 대한 대기 시간의 결과 감소율은 단지 2.65%이며, 이는 그 계산 비용을 정당화시키지 못한다.Another approach recognizes that group elevator scheduling is a series of decisions that cause problems. This method is described in Crites et al, "Elevator group control using multiple reinforcement learning agents" (Machine Learning, 33: 235, 1998). It uses a Q-learning algorithm that asynchronously updates all future states of the elevator system. They handle the massive state space of the system by neural networks, which approximates the cost of all future states. These approaches show important possibilities. However, its computational requirements make it completely impractical in commercial systems. The elevator operation experiment for this method, concentrated on a single traffic profile, takes approximately 60,000 hours, and the resulting reduction in latency for other faster algorithms is only 2.65%, which does not justify its computational cost.
종래의 방법은 격렬한 운행 또는 계산상 고비용이거나, 또는 양쪽 모두에 해당한다. 따라서, 장래 승객들을 고려하여, 특히 업-피크 트래픽 간격에 대해, 최적으로 엘리베이터 카를 스케줄링하는 방법이 필요하다.Conventional methods are either strenuous running or computationally expensive, or both. Therefore, there is a need for a method of optimally scheduling an elevator car, considering future passengers, especially for up-peak traffic intervals.
발명의 개시Disclosure of the Invention
본 발명은 빌딩에서의 엘리베이터 시스템의 복수의 카를 스케줄링하는 방법을 제공한다. 이 방법은, 호출을 수신하는 단계와, 상기 호출에 대해 서비스하도록 카가 할당되면, 상기 엘리베이터 시스템의 장래 상태에 근거하여, 각 카에 대해, 모든 현재의 승객들에 대한 제 1 대기 시간을 결정하는 단계와, 호출에 대해 서비스되도록 카가 배정되면, 상기 복수의 카의 랜딩 패턴에 근거하여, 각 카에 대해, 장래 승객들의 제 2 대기 시간을 결정하는 단계와, 각 카에 대해, 상기 제 1 및 제 2 대기 시간을 조합하여 조정된 대기 시간을 생성하는 단계와, 상기 호출에 대해 서비스하고 모든 승객들의 평균 대기 시간을 최소화하도록 최저의 조정된 대기 시간을 갖는 특정 카를 배정하는 단계를 포함한다.The present invention provides a method of scheduling a plurality of cars of an elevator system in a building. The method includes receiving a call and, once a car is assigned to service the call, determining, for each car, a first waiting time for all current passengers, based on the future state of the elevator system. Determining a second waiting time for future passengers, for each car, for each car, based on the landing patterns of the plurality of cars, if the car is assigned to be serviced for the call. Combining the second wait time to produce an adjusted wait time and assigning a particular car with the lowest adjusted wait time to service the call and minimize the average wait time of all passengers.
도 1은 본 발명에서 이용하는 엘리베이터 시스템의 블록도,1 is a block diagram of an elevator system used in the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 엘리베이터 카를 스케줄링하기 위한 방법의 흐름도,2 is a flow chart of a method for scheduling an elevator car in accordance with the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 마르코프 체인(Markov chains)을 나타내는 그리드(grid)이다.3 is a grid showing Markov chains according to the invention.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention
<시스템 구조><System structure>
도 1은 상층(upper floors)(102), 주층(a main floor)(103), 엘리베이터 샤 프트(104), 엘리베이터 카(105)를 가지는 빌딩(104)에서의 본 발명에 따른 엘리베이터 스케줄러(200)를 나타낸다. 주층은 주로 그라운드(ground) 또는 로비층, 즉, 빌딩으로 들어오는 대부분의 승객들이 도착하는 층이다.1 shows an
본 발명의 목적을 위해서, 승객들은, 승객들에 대해 알려진 정보를 나타내는 변수에 따라 몇 개의 등급으로 형식적으로 분류된다. 이 변수들은 불확실성을 엘리베이터 스케줄러의 결정 과정에 도입시킨다. 이 등급들은 탑승 승객들, 대기 승객들, 신규 승객들 및 장래의 승객들이다.For the purposes of the present invention, passengers are formally classified into several classes according to variables representing known information about the passengers. These variables introduce uncertainty into the elevator scheduler's decision process. These classes are boarding passengers, waiting passengers, new passengers and future passengers.
각 탑승 승객(111)에 대해서는 도착 시간, 도착 층 및 목적 층을 모두 알고 있다. 탑승 승객들은 카 내에 있어, 더 이상 기다리고 있지 않는다.For each
각 대기 승객(112)에 대해서는 도착 시간, 도착 층 및 운행 방향을 알고 있다. 목적 층은 알지 못한다. 각 대기 승객에게 서비스를 제공하도록 카가 배정되어 있다.For each waiting
신규 승객(113)에 대해서는, 당해 신규 승객이 호출 신호(120)를 보내기 때문에, 도착 시간, 도착 층, 운행 방향을 알고 있다. 이 신규 승객의 호출에 대해 서비스하도록 카를 배정하는 것이 일반적인 문제이다. 어떤 때에는 단 한 명의 신규 승객만이 있다.As for the
상술한 3등급의 승객들(111~113)은 공통적으로 '현재의' 승객들(existing passengers)이다. 본 명세서에서는 이들 승객들에 대해 '현재'라고 하는 이유는 그들이 물리적으로 벌써 도착했기 때문이며, 시스템은 이들 모든 승객들에 대한 소정의 정보를 알고 있다. 현재의 승객들 중에, 대기 승객들과 신규 승객들만이 대기 시간이 0이 아니다.The above-described
아직 존재하지 않는 장래의 승객들(114)에 대해서는 아무것도 알지 못한다. 최선책은, 승객 변수들을 랜덤 변수에 의해 확률적으로 표현하거나, 또는 과거 데이터로부터 추측할 수 있다. 모든 승객들은 현재의 승객들과 장래의 승객들을 포함한다.Nothing is known about
모든 승객, 즉 현재의 승객 및 장래의 승객에 대해 예상되는 대기 시간을 최소화하도록 신규 승객에게 서비스하도록 카를 배정하는 것이 구체적인 문제이다.It is a specific problem to assign a car to service new passengers to minimize the expected waiting time for all passengers, ie current and future passengers.
<운행 방법><Operation method>
도 2는 본 발명에 따른 엘리베이터 시스템(100)의 카를 스케줄링하기 위한 방법을 나타낸다. 이 방법은 호출(201)에 응답하여 실행된다. 이 호출은 모든 층에서 가능하다. 첫째, 스케줄러(200)는, 호출에 대해 서비스하도록 카를 배정하면, 각 카에 대해, 엘리베이터 시스템의 장래 상태(209)에 근거하여, 모든 현재의 승객들(111~113)에 대한 제 1 예상 대기 시간(211)을 결정한다. 둘째, 스케줄러는, 호출(102)에 대해 서비스하도록 카를 배정하면 카(105)의 랜딩 패턴(landing pattern)(219)에 근거하여 각 카에 대해, 장래의 승객들(114)의 제 2 예상 대기 시간(221)을 결정한다. 각 카에 대해서는, 제 1 및 제 2 예상 대기 시간을 조합(230)하여, 조정된 대기 시간(231)을 생성하고, 호출(201)에 대해 서비스하도록 최저로 조정된 대기 시간을 갖는 카를 배정(240)한다.2 shows a method for scheduling a car of an
이상적으로는, 엘리베이터 스케줄러는, 배정하기 전에, 불확실성의 모든 근 원을 통합하여, 모든 가능한 배정의 한계 생산비(marginal cost)를 결정해야 할 것이다. 그러나, 스케줄링 문제의 극복할 수 없는 계산 복잡성으로 인해, 대다수의 상업상 엘리베이터 스케줄러는 이 불확실성의 일부 또는 모든 것을 무시하는 발견법에 통상 의존한다.Ideally, the elevator scheduler should, before assigning, integrate all sources of uncertainty to determine the marginal cost of all possible assignments. However, due to the insurmountable computational complexity of the scheduling problem, the majority of commercial elevator schedulers usually rely on discovery methods that ignore some or all of this uncertainty.
통상의 업-피크 트래픽 기간(typical up-peak traffic periods)에서는, 장래의 승객의 상당한 수, 예컨대 그 80%~95%가 주층에 도착한다. 이러한 주층 도착의 대기 시간은 업-피크 트래픽 기간 동안에 엘리베이터 시스템의 총 대기 시간의 주요한 요소이며, 엘리베이터 스케줄러의 현재 결정은 주층에서 승객들의 예상 대기 시간을 최소화하도록 하는 것이다.In typical up-peak traffic periods, a significant number of future passengers, such as 80% to 95%, arrive at the main floor. This waiting time for main floor arrival is a major factor in the total waiting time of the elevator system during the up-peak traffic period, and the current decision of the elevator scheduler is to minimize the expected waiting time of passengers on the main floor.
따라서, 본 발명에서는 모든 장래의 승객들이 주층에 도착한다는 단순한 가정 하에서 시작한다. 장래에 다른 층에의 도착을 모델화하지 않는 영향에 의해, 가까운 장래에 예측된 대기가 정확하게 되는 시간 범위(time-horizon)가 더 짧게 된다. 그러나, 이 영향은, 감소 계수와 같이, 이후의 계산에 명확히 포함된다. 또한, 업-피크 트래픽 기간 동안에는, 사실 대부분의 장래 승객들이 주층에 도착한다.Thus, the present invention begins with the simple assumption that all future passengers arrive at the main floor. The effect of not modeling arrivals at other floors in the future results in a shorter time-horizon in which the expected atmosphere is accurate in the near future. However, this effect, like the reduction factor, is clearly included in subsequent calculations. In addition, during the up-peak traffic period, most future passengers actually arrive at the main floor.
이러한 가정 하에서, 엘리베이터 스케줄러의 현재 결정은 주층에의 카의 장래 도착에 의한 장래의 승객의 대기 시간에 영향을 준다. 본 발명에서는 이러한 주층에의 카의 도착 시퀀스를 랜딩 패턴이라 부른다.Under this assumption, the current decision of the elevator scheduler affects future passenger wait times by the future arrival of the car to the main floor. In the present invention, the arrival sequence of the car to the main floor is called a landing pattern.
본 발명의 목적을 위해, 주층에의 카의 랜딩 패턴(219)은 이하의 요인에 의해 결정된다. 첫째, 상층에서의 탑승 승객들은 그 목적층으로서 주층을 선택할 수 있다. 둘째, 빈 카가, 다음 호출까지 대기하는 동안 파킹할 장소로서 주층을 자동적으로 선택할 수 있다. 랜딩 패턴(219)을 결정함으로써, 개개의 장래 승객들(214)은 효과적으로 무시한다.For the purposes of the present invention, the
최적 파킹 계획 및 그의 랜딩 패턴에의 영향은, 참조로서 이하에 기재된, 브랜드 등에 의해 2002년 11월 13일 출원된 미국 특허 출원 10/293,520("엘리베이터 그룹 제어에서의 빈 카의 최적 파킹(Optimal Parking of Free Cars in Elevator Group Control)"에 개시되어 있다.The optimum parking plan and its impact on the landing pattern are described in US Patent Application No. 10 / 293,520 filed November 13, 2002 by Brand et al., Described below, as "Optimal Parking of Empty Cars in Elevator Group Control." of Free Cars in Elevator Group Control).
주층 승객들에게 서비스하기 위한 하나의 계획은 최종 탑승 승객에 대해 서비스를 완료한 직후 주층에 각 카를 우선적으로 보내는 것이다. C 카를 갖는 빌딩에서, 랜팅 패턴(219)은 시간 어레이One plan for servicing the main passengers is to send each car preferentially to the main floor immediately after completing the service for the last passenger. In a building with C cars, the
, 단 Tj≥0 , Where T j ≥0
이며, 여기서, Tj(j=1, …, C)는 모든 탑승 승객을 수송한 후의, 주층에의 카의 도착 시간이다.Where T j (j = 1, ..., C) is the arrival time of the car to the main floor after transporting all the passengers.
대기 승객들(112)과 신규 승객들(113)의 목적지에 대해 불확실성이 있기 때문에, 랜딩 패턴 T는 확률 분포 P(T)를 갖는 벡터값 랜덤 변수이며, 모든 가능한 랜딩 패턴 T(219)의 공간에 대해 T∈T이다.Since there is uncertainty about the destination of the waiting
이상적으로는, 스케줄러(200)는 각 가능한 랜딩 패턴 T∈T에 대한 예상 대기 시간 V(T)를 결정하여, 확률 분포 P(T)에 대해 로서 그 시간을 예상한다.Ideally, the
여기서, 〈〉는 예상 연산자(expectation operator)를 나타낸다. 실제로, 이는, 모든 신규 승객들의 도착이 주층에 있다는 상기 가정 하에서, 주층의 승객들의 대기 시간의 정확한 추정값이다. 그러나, 확률 분포 P(T)를 결정하기 위한 실용적인 방법은 없다. 만약 있더라도, 모든 가능한 랜딩 패턴의 공간의 크기가 매우 크다. 이 공간에 대해 적분하는 것은 계산상 비현실적이다.Where <> represents an expectation operator. Indeed, this is an accurate estimate of the waiting time of passengers in the main floor, under the assumption that all new passengers are at the main floor. However, there is no practical way to determine the probability distribution P ( T ). If any, the size of the space of all possible landing patterns is very large. Integrating over this space is computationally unrealistic.
대신에, 본 발명에서는 각 카의 주층에서의 개개의 예상 도착 시간을 포함하는 대체 랜딩 패턴 을 사용하며, 근사값 을 사용한다. 각각의 성분 Tj(j=1, …, C)가, 카 j에 배정된 탑승 승객 및 대기 승객들의 목적지에 대한 확률 분포에 따라 달라지는 불확실성을 갖는 독립 랜덤 변수이기 때문에, 가 사실이라는 것을 주의해야 한다.Instead, the present invention includes alternative landing patterns that include individual estimated arrival times at each car's main floor. , Approximation Use Since each component T j (j = 1,…, C) is an independent random variable with uncertainty that depends on the probability distributions for the destinations of the boarding passengers and waiting passengers assigned to car j, Note that is true.
동일한 이유로 인해, 이 근사값은 평균화 시에 아주 적절하다. 각 카의 정확한 랜딩 시간 은, 물론, 현재의 승객들에게로의 좀더 빠른 배정 및 그 불확실한 목적지에 따라 달라진다. 즉, 랜딩 패턴은 현재의 승객들(111~113)의 예상 대기 시간(211)에 따라 간접적으로 달라진다. 현재의 승객들(111~114)의 예상 대기 시간(211)을 결정(240)하는 방법은, 이하의 참조로서 이용하는, 니코프스키 등에 의한 2003년 6월, 자동화 프래닝 및 스케줄링에 대한 13회 국제 회의의 "결정-이론 그룹 엘리베이터 스케줄링", 및 브랜드 등에 의해 2002년 6월 3일에 제출된 미국 특허 출원 10/161,304, "최적의 그룹 엘리베이터 제어를 위한 엘리베이터의 다이내믹 프로그램용 시스템 및 방법"에 기재되어 있다. 짧게 말하면, 이 방법은 "다이 내믹 프로그램에 의한 시스템 알고리즘 비우기"(ESA-DP) 방법으로 불리워진다.For the same reason, this approximation is well suited for averaging. Accurate landing time for each car This, of course, depends on faster assignments to current passengers and their uncertain destinations. That is, the landing pattern is indirectly changed according to the expected waiting
지금까지 본 발명은 카에 대한 고정된 현재의 승객들의 배정의 함수로서 파킹 패턴(parking pattern) T와 을 고려하였다. 그러나, 스케줄러(200)의 현재 결정, 즉 신규 승객(113)에 대해 서비스하도록 카를 배정하는 것은 이러한 배정을 변경한다. C개의 카 중 어느 하나를 스케줄러가 선택할 수 있기 때문에, C개의 가능한 최종 배정 및, 그에 따른 C개의 가능한 랜딩 패턴(219)의 분포가 존재한다. 본 발명에서 전술한 근사값을 이용하면, 본 발명에서는 카 I에 신규 승객(113)이 배정될 때에 발생하는 랜딩 패턴So far, the present invention relates to a parking pattern T as a function of the assignment of fixed current passengers to the car. Considered. However, the current decision of
(단, I=1, …, C) (Where I = 1,…, C)
이 필요하다. 각 엔트리 의 평균은 신규 승객(113)이 카 I에 배정될 때에 카 j의 예상 랜딩 시간이다.This is necessary. Each entry The average of is the estimated landing time of car j when
C개의 카들에 대한 랜딩 패턴(219)에 대한 매트릭스가 확립된 후에, 각각의 랜딩 패턴에 대응하는 장래 승객들(214)의 예상 누적 대기 시간(221), 즉 매트릭스의 행(row)이 결정될 수 있다. 본 발명은 임의의 랜딩 패턴(219)의 함수로서 장래 승객들(214)의 예상 대기 시간을 결정하기 위한 처리 절차(procedure)를 제공한다.After the matrix for
T=[T1, T2, …, Tc] T = [T 1 , T 2 ,... , T c ]
장래 승객들(214)의 예상 시간(221)은 카의 도착 특정 순서에 대해서 불변이기 때문에, 즉, 10초 이내에 카 "2"가 도착했는지 여부 및 반대로 15초 이내에 카 "3"이 도착했는지 여부가 다르지 않다. 본 발명에서는 랜딩 패턴 T(219)를 상승 순서(0≤T1≤T2≤…≤Tc)로 분류한다. 이러한 가정으로, 본 발명에서는 시간 간격 (여기서, n(t)는 시간 t에서 주층(103)에서 대기하는 승객들의 예상 수임) 이내에 모든 장래 승객들(114)의 예상 누적 대기 시간(221)으로서 V0(T)를 규정한다.Since the
카 배정 절차를 설명하기 전에, 본 발명에서는 카의 예측 파킹 시간 내의 바이어스로 인해, 장래 대기 시간(221)의 지수 감소를 도입한다. 이 바이어스는 현재 랜딩 패턴의 종료 전에 주층 위의 어떠한 장래의 도착도 없다는 근사 가정에 기인한 것이다.Before describing the car assignment procedure, the present invention introduces an exponential decrease in
실제 이러한 장래의 도착이 빈번하지 않더라도 발생한다. 이들 승객들은 탑승 승객 및 대기 승객이 있는 카에 배정될 것이다. 그 후 이들 카는 주층에 도착 시에 지연된다. 따라서, ESA-DP 처리에 의해 추정되는 랜딩 시간은 가까운 장래 예측에 대한 실제 시간을 약간 적게 추정할 수도 있으며, 아마도 먼 장래의 예측에 대해서는 상당히 적게 추정할 수도 있다.Indeed, even if this future arrival is not frequent. These passengers will be assigned to cars with boarding passengers and waiting passengers. These cars are then delayed upon arrival at the main floor. Thus, the landing time estimated by ESA-DP processing may slightly estimate the actual time for near future predictions, and perhaps considerably less for far future predictions.
가까운 장래는 카가 주층으로부터 왕복하는데 걸리는 평균 시간, 예컨대 중간 크기의 빌딩에서 40~60초로서 규정될 수 있다. 이 시간은 계산 가능하다.The near future may be defined as the average time it takes for the car to return from the main floor, for example 40 to 60 seconds in a medium sized building. This time can be calculated.
먼 장래의 추정을 감소시키는 하나의 방법은 그 추정에 exp(-βt)를 곱하는 것이며, 여기서 β>0은 감소 계수(discounting factor)이다.One way to reduce the distant future estimate is to multiply that estimate by exp (−βt), where β> 0 is the decreasing factor.
전술한 경우와 마찬가지로, 본 발명에서는 장래의 승객들의 예상 감소 누적 대기 시간을 로 규정한다. 간격 [0, Tc]는 C개의 다른 간격 [Ti-1, Ti](i=1, …, C]로 분할되고, T0=0으로 설정한다. 시간 t∈[Ti-1, Ti]에서 대기하는 승객들의 예상 수는 주층에서 랜딩된 카의 최종 시간이 (Ti-1)인 이후에 경과하는 시간에 비례한다.As in the case described above, the present invention provides for the expected reduced cumulative latency of future passengers. It is prescribed by. The interval [0, T c ] is divided into C different intervals [T i-1 , T i ] (i = 1,…, C] and sets T 0 = 0. Time t∈ [T i-1 , The expected number of passengers waiting at T i ] is proportional to the time that has elapsed since the last time (T i-1 ) of the landing car on the main floor.
본 발명에서는 장래의 승객들(114)의 도착을 비율 λ의 푸아송 처리로서 모델화하면, 주층에서의 승객의 예상 수는 이고, 전술한 적분은 값을 구할 수 있는 C개의 부분으로 나누어진다. 본 발명에서는 로딩 시간이 대기 시간에 비해 작기 때문에, 카가 주층에서 대기하는 모든 승객들을 즉시 픽업할 수 있다고 가정한다.In the present invention, when the arrival of
그러나, 카 i가 주층에 도착하여 아무도 없다고 판단되면, 그 도착 시간 Ti에서 즉시 출발하지 않는다. 대신에, 장래 승객들이 호출 신호하여(120) 신규 승객들(113)로 전환될 때까지 주층에서 카가 대기한다. 시간 t=0에서 주층에 j 카들이 있으면, 먼저 첫번째 j 승객들은 전혀 대기하지 않는다. 각 승객은 카에 즉시 승차하여 대기 시간이 없다. 이러한 시나리오에 있어서 충분하지만 추론적인 절약(saving)은 상층에서 신규 승객에게 서비스하기 위해 그 카를 이용하지 않는 실제 비용에 대응하여 균형이 잡혀 있다. 이들 절약의 양을 측정하기 위해서, 주층에서의 엘리베이터 카가 정확히 모델화된다.However, if the car i arrives at the main floor and judges that there is no one, it does not leave immediately at its arrival time Ti. Instead, the car waits at the main floor until future passengers signal 120 and switch to
<세미-마르코프 모델(Semi-Markov Model)><Semi-Markov Model>
장래의 승객들(214)의 대기 시간(221)을 정확히 추정하기 위해서는, 주층에 대기자가 아무도 없을 때의 카의 실제 동작을 가정하면, 본 발명에서는 그 상태 및 천이가 주층에서 랜딩하는 카들의 동작을 설명하는 세미-마르코프 체인을 사용한다.In order to accurately estimate the waiting
세미-마르코프 체인은, 베르췌카스(Bertsekas)에 의한 "동적 프로그래밍 및 최적 제어(Dynamic Programming and Optical Control)"(2000년 메사추세츠 벨몬트, 아테나 사이언티픽 Volumes 2, 261~264페이지)를 참조하면, 시스템이 상태 Si에서 개시할 가능성을 명기한, 유한 수의 상태 Si(i=1, …, Ns), 평균 순간 비용 iij, 예상 전이 시간 , 각 쌍의 상태 Si와 Sj간의 전이의 가능성 Pij, 초기의 분산 를 포함한다. 또한, 각 세미-마르코프 체인은 이산 시간으로 전개되는 엠베드된 풀리-마르코프 체인(embeded fully-Markov chain)을 포함하고 있으며, 누적 전이 비용 Rij가 로서 규정되고, 모든 전이가 시간 단위 내에서 발생하도록 가정하고 있다. 본 문제를 위해 이용하는 세미-마르코프 체인에서의 상태는 (i, j, m)에 의해 분류되며, 여기서 I는 주층에서 아직 랜딩되지 않은 카의 수이고, j는 승객들을 위해 대기하는 주층에서의 현재 파킹된 카의 수이며, m(=C-i-j)은 주층으로부터 벌써 출발한 카의 수이다.Semi-Markov chains are described in Bertsekas's "Dynamic Programming and Optical Control" (Belmont, Mass., Athena
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 2차원 그리드 또는 매트릭스로 세 미-마르코프 체인의 상태를 편성하고 있다. 매트릭스(300)에서의 각 요소 Sim(301)는 상태 (i, j, m)에 대응한다. 도 3에서의 그리드 구조는 4개의 샤프트를 갖는 빌딩에서 엠베드된 세미-마르코프 체인을 위한 것이다. 모델의 행(302)의 I는 카 I가 시간 Ti에 도착하여 주층에서 대기하고 있었던 모든 승객들을 픽업한 직후의 시스템의 모든 가능 상태를 포함하고 있다. 수직 시간축(303)은 비율적으로 도시되지 않음을 유의해야 한다. 굵은 화살표로 도시한 전이에만 비용이 소요된다. 모든 다른 전이의 비용은 제로이다. 어떤 수 n에 대해 n+라고 명기된 전이(305)는 n 이상의 승객들이 도착할 때 이루어진다.As shown in Fig. 3, the present invention organizes the states of the semi-Markov chain in a two-dimensional grid or matrix. Each
먼저, 본 발명에서는 이 모델에 의해 표현된 일반적인 상황, 즉 현재 결정 시간(T1>0)에서 주층에 파킹된 카가 없을 때의 해결책으로 제공되며, 또한, 이후에 주층에 파킹된 카가 몇 대 있는 경우의 해결책으로 확대된다.First, the present invention provides a solution to the general situation represented by this model, i.e. when there is no car parked at the main floor at the current decision time (T 1 > 0), and there are several cars parked at the main floor thereafter. The solution is magnified.
일반적인 상황에서는, 체인의 개시 상태가 상태 (C, 0, 0), 즉 모든 C개 카가 주층에 아직 랜딩되지 않은 상태이다. 최종 상태는, 모든 C개 카들이 랜딩되었을 때에, 모델의 최하 행의 상태이며, 간격 t∈[0, Tc] 내에 얼마나 많은 장래의 승객들이 도착했는지에 따라 달라진다. 승객들이 승차하여 모든 카들이 출발하는 경우, 즉, 상태 (0, 0, C)(210)이거나, 또는 몇 대의 카가 아직 주층에 남아있는 경우, 즉 상태 (0, j, C-j)(약 j>0) 중 어느 하나이다.In a typical situation, the starting state of the chain is state (C, 0, 0), ie all C cars have not yet landed on the main floor. The final state is the state of the bottom row of the model when all C cars are landed and depends on how many future passengers arrived within the interval t∈ [0, T c ]. When passengers board and all cars depart, i.e. state (0, 0, C) 210, or a few cars still remain on the main floor, i.e. state (0, j, Cj) (about j> 0) any one.
최하 행의 하나(i>0) 위의 행에서의 각 상태 (i, j, m)(여기서 j=C-i-m)는 2개 이상의 후속 상태로 전이할 수 있다. 이는 엄밀하게는 시간 간격 t∈[Ti, Ti+1] 동안에 얼마나 많은 장래 승객들이 도착하는지에 따라 달라진다. 예컨대, 체인은, 시간 T1까지 도착하는 승객들이 없을 때에만 상태 (4, 0, 0)으로부터 상태 (3, 1, 0)로 전이하고, 상기 시간까지 한 명 이상의 승객이 도착할 때에는 상태 (3, 0, 1)로 전이한다. 도 3에서의 각각의 전이는 이 전이가 이루어질 때 도착하는 승객의 수로 명기되어 있다. 각 전이를 완료하는 시간은 2대의 카가 도착하는 시간 사이의 간격 에 의해 쉽게 결정될 수 있다. 각각의 전이 확률도, 도착율 λ의 푸아송 처리로부터, 고정 간격 내에 특정 수의 장래의 승객들이 도착할 확률과 동일하기 때문에 결정될 수 있다. 따라서, x명의 승객들이 시간 내에 정확히 도착할 확률 p(x)는 이다. 도착하는 승객들의 정확한 수로 명기된 전이의 경우, 이 식을 직접 사용할 수 있다. n=라고 명기된 전이는 n명 이상의 신규 승객들이 도착할 때 이루어지는 것을 의미하고, 전이 가능성은 이 상태로부터 모든 남아있는 출발하는 전이의 확률의 합계를 1에서 뺀 것이다().Each state (i, j, m) (where j = Cim) in the row above one (i> 0) of the bottom row may transition to two or more subsequent states. This depends strictly on how many future passengers arrive during the time interval t∈ [T i , T i + 1 ]. For example, the chain transitions from state (4, 0, 0) to state (3, 1, 0) only when there are no passengers arriving by time T 1 , and state (3) when more than one passenger arrives by that time. , 0, 1). Each transition in FIG. 3 is specified by the number of passengers arriving when this transition is made. The time to complete each transition is the interval between when two cars arrive Can be easily determined. Each transition probability may also be determined from the Poisson process of arrival rate [lambda] because it is equal to the probability that a certain number of future passengers arrive within a fixed interval. Thus, x passengers time The probability p (x) that arrives exactly within to be. For transitions specified by the exact number of passengers arriving, this equation can be used directly. Transitions denoted by n = means that when more than n new passengers arrive, the transition probability is the sum of the probabilities of all remaining departures from this state minus one ( ).
정확한 승객들의 수가 명기된 전이의 비용을 결정하는 것은, 도착하는 승객들의 수가 주층에 주차된 카의 수 이하이기 때문에 즉시 이루어진다. 이들 승객들이 대기하지 않아, 대응하는 전이의 비용은 제로이다. 그러나, 각 상태로부터 최종 또는 우측의 대부분의 전이의 비용을 결정하는 것에 매우 관련이 있다. 그러한 전이는, n-1대의 카가 주층에 주차되는 동안, 주층에서 n명 이상의 승객들이 도착 하는 경우에 대응한다. 이러한 계산은 x명의 장래의 승객들이 도착하면(x≤n), 먼저 n-1명의 승객이 카에 승차하여 대기 없이 출발하고, 남아있는 x-n+1명의 승객들이 대기해야만 한다는 사실을 설명해야만 한다.Determining the cost of the specified number of passengers is made immediately because the number of arriving passengers is less than or equal to the number of cars parked on the main floor. These passengers do not wait, so the cost of the corresponding transition is zero. However, it is very relevant to determine the cost of most transitions of the final or right side from each state. Such a transition corresponds to the case where more than n passengers arrive at the main floor while n-1 cars are parked at the main floor. This calculation must account for the fact that when x future passengers arrive (x≤n), first n-1 passengers board the car and leave without waiting, and the remaining x-n + 1 passengers must wait. do.
도 3은 전술한 규정과 같이(j=C-i-m), 그리드의 임의의 상태 Sim에 대해, 굵은 선으로 도시한 전이가 j명 이상의 장래 승객들이 도착할 때, 즉 n=j-1일 때에 이루어진다는 것을 나타낸다. 따라서, 전이가 이루어져 x명의 장래 승객들이 도착하면, 최종 x-j명의 승객들만이 대기해야 한다. 즉, x명의 승객들이 어떤 시간 t 내에 등장하면, 당해 시간에서의 미분 또는 순간 비용 rim은 x-j이다.FIG. 3 shows that for any state S im of the grid, the transition shown in bold lines is made when j or more future passengers arrive, i.e., when n = j-1, as described above (j = Cim). Indicates. Thus, when x transitions have arrived and x future passengers arrive, only the last xj passengers should wait. That is, if x passengers appear within a certain time t, the derivative or instantaneous cost r im at that time is xj.
이러한 전이는 j명 이상의 일정 수의 승객들이 등장하며, 유한의 시간 간격 내에서조차, 이 수가 이론상 임의적으로 클 수 있기 때문에, 전이의 예상 비용은 j+1로부터 무한대까지, 모든 가능 도착 수 x 이상의 가중치 합계이고, 이 가중치는 푸아송 분포에 의해 정해진 바와 같이 x명의 도착이 발생할 확률이다.Since this transition has a certain number of passengers of j or more, and even within a finite time interval, this number can be arbitrarily large in theory, so the estimated cost of the transition is from j + 1 to infinity, weighting all possible arrivals x or more. Sum, this weight is the probability that x arrivals will occur, as determined by the Poisson distribution.
또한, 시간 t에서의 미분 비용은, 전술한 바와 같이, exp(-βt)의 계수에 의해 감소될 수 있다. 이러한 추론은 상태 Sim로부터 최종 전이 동안에 주층 승객들의 예상 감소 누적 대기 시간 Rβim에 대한 이하의 표현을 산출한다(j=C-i-m).In addition, the derivative cost at time t can be reduced by the coefficient of exp (−βt), as described above. This inference yields the following expression for the expected reduced cumulative waiting time Rβ im of the main passengers during the final transition from state S im (j = Cim).
x-j 간의 차이의 2개의 성분에 따라, 적분 변수의 변화, 간단화 및 2 부분으로의 적분의 분할 이후에, 비용의 표현은, 임의의 함수Depending on the two components of the difference between x-j, after changing, simplifying and dividing the integral into two parts, the representation of the cost is a function of
를 사용함으로써, 로 산출되지만, 임의의 일정한 적분 상수 C0은 본 발명에서 편의상 0으로 설정한다.By using Although, the constant constant constant C 0 is set to 0 for convenience in the present invention.
세미-마르코프 모델의 모든 비용 및 확률을 전술한 바와 같이 결정한 후에, 임의의 모델 상태에서 개시될 때에 시스템에 의해 발생하는 대기의 누적 비용은, 베르췌카스(Bertsekas)에 의한 "다이내믹 프로그래밍 및 최적 제어(Dynamic Programming and Optical Control)"(메사추세츠 벨몬트 아테나 사이언티픽 Volume 1, 18~24페이지, 2000년)를 참조하면, 다이내믹 프로그래밍, 모델의 최하 행으로부터 시작함으로써 효과적으로 결정될 수 있다. 최하 행에서의 상태는 최종이며, 랜딩 패턴의 마지막을 표시하기 때문에, 본 발명에서는 그 대기 시간을 0으로 설정하고 있으며, 즉, 최종 랜딩 이후에 축적된 대기 시간의 양에 관심이 없다.After determining all the costs and probabilities of the semi-Markov model as described above, the cumulative cost of the atmosphere generated by the system when launched in any model state is described by Bertsekas in "Dynamic Programming and Optimal Control." (Dynamic Programming and Optical Control) ”(Belmont
모든 상태에 대한 대기 시간을 결정한 후에, 본 발명에서는 모델의 무한 상태로부터 전체 패턴 T에 대한 누적 대기 시간을 얻을 수 있다. 일반적인 경우에는, 시간 t=0에서 주층에 카가 없으면, 무한 상태는 항상 (C, 0, 0)이다. 특정 경우에는, 1대 이상의 카가 시간 t=0에서 주층에 파킹되어 있을 때, 용이하게 즉시 조종될 수 있다. 이 특정 경우에서는, 개시 상태가 (C-l, l, 0)(여기서 l은 주층에서의 카의 수임)이고, 전체 패턴에 대한 예상 감소 누적 대기는 이 개시 상태의 대기 시간(SC-1, 0)이다. 이는 일반적 경우와 별도로 이 특정 경우를 개별적으로 취급할 필요성을 제거한다.After determining the latency for all states, the present invention can obtain the cumulative latency for the entire pattern T from the infinite state of the model. In the general case, if there is no car in the main floor at time t = 0, the infinite state is always (C, 0, 0). In certain cases, when one or more cars are parked on the main floor at time t = 0, they can be easily and readily manipulated. In this particular case, the starting state is (Cl, l, 0), where l is the number of cars in the main floor, and the expected reduced cumulative wait for the entire pattern is the waiting time (S C-1 , 0) of this starting state. )to be. This eliminates the need to handle this particular case separately from the general case.
전술한 절차는, 현재 호출(201)을 카 i(i=1, …, C)에 배정하는 결정으로부터 기인하여 각각의 랜딩 패턴 T i(219)에 근거해서, 장래 승객들(114)의 예상 누적 감소 대기 시간(221)의 추정식 을 제공한다.The above-described procedure is based on the respective
동시에, ESA-DP 처리는, 단계 210에서, 호출이 카 i(i=1, …, C)에 배정될 때(230)에, 호출(210)을 신호하는 신규 승객을 포함한, 현재의 승객들(211~213)의 누적 비감소 대기 시간(211)의 추정치 Wi를 결정한다.At the same time, the ESA-DP processing includes the current passengers, including the new passenger signaling the
현재의 승객들의 대기(211)와 장래 승객들의 대기(211)를 균형 맞추는 최적의 결정에 이르기 위해서는, 2개의 값 Viβ와 Wi의 설정은 조정된 대기 시간(231)을 결정하도록 조합(230)된다.In order to reach an optimal decision to balance the current passenger's
이들 2개의 측정값간에 상당한 차이가 있다. 승객들, 즉 대기 승객(112)과 신규 승객(213)의 누적 대기 시간 Wi(211)은 감소되지 않는 반면에, 장래 승객들(214)의 누적 대기 시간(221)은 감소된다.There is a significant difference between these two measurements. The cumulative
더욱이, 스케줄링 처리(200)의 목적은 평균 대기 시간을 최소화하는 것이며, 소정 간격에 대한 누적 대기 시간을 최소화하는 것이 아니다. 최적화를 위해서는, 2개의 측정치는 모든 가능한 결정에 대한 시간 간격이 동일한 경우에만 상호 교환될 수 있다.Moreover, the purpose of the
일반적으로, 이러한 경우는 없다. 랜딩 패턴은 각 카에 대한 동일한 지속 기간을 갖지 않는다. 따라서, 스케줄링 처리(200)는 그들의 누적 부분 (counterparts)으로부터 대기 시간을 평균해야 한다.In general, this is not the case. The landing pattern does not have the same duration for each car. Thus,
누적 대기 시간 Wi로부터 현재의 승객들(11~113)의 평균 예상 대기 시간 (211)을 얻는 것은 간단하다. 현재의 승객들(11~113)의 수 N은 스케줄러에 의해 항상 알려져 있으며, 후보 카 수 I에 의존하지 않아, 이다. 한편, 랜딩 패턴(219)의 지속 기간에 대해 누적 감소 대기 시간 Viβ으로부터 장래의 승객들 (214)의 평균 대기 시간(221)을 얻는 것은 명백하지 않다.Average estimated waiting time of current passengers 11-113 from cumulative waiting time W i Getting 211 is simple. The number N of current passengers 11-113 is always known by the scheduler and does not depend on the candidate car number I, to be. On the other hand, future passengers from the cumulative decrease latency V i β for the duration of the
랜딩 패턴의 기간 Tc는 공지되어 있다. 주층의 도착율이 λ이면, Tc 시간 단위 내에 도착하는 예상 수는 λTC이다. 그러나, λTC에 의해 Vi를 나누는 것은, Vi가 감소율 β로 감소하기 때문에, 무의미하다.The period T c of the landing pattern is known. If the arrival rate of the main floor is λ, then the expected number of arrivals within the T c time unit is λ T C. However, dividing V i by λ T C is meaningless because V i decreases at a decreasing rate β.
대신에 감수 계수 exp(-βt)는 시간 t에 대한 평균화 가중치이다. 마르코프 모델의 비용에서 반영한 바와 같이, n(t)가 시간 t에 도착하는 승객들의 예상 순간 수이면, 는 시간 간격 [0, Tc] 동안에 도착하는 승객들의 예상 누적 가중 수를 의미한다. 따라서, 양 은 이 간격 이내에 도착하는 장래의 승객들의 예상 평균 수이며, 모든 가중 계수의 적분 합에 의해 적절히 표준화된다. 더욱이, 리틀의 법칙(Little's law)은, 카산드라(Cassandras) 등에 의한, "이산 이벤트 시스템의 소개(Introduction to discrete event systems)"(네덜란드 도르드레츠, 크루베르 아카데믹 퍼블리셔, 1999년)를 참조하면, 임을 특정한 다. 이는 최종적으로 장래 승객들의 시간 표준화된 예상 대기 를 산출한다.Instead, the reduction factor exp (-βt) is the averaging weight for time t. As reflected in the Markov model's cost, if n (t) is the expected instantaneous number of passengers arriving at time t, Is the expected cumulative weighting number of passengers arriving during the time interval [0, T c ]. Thus, the amount Is the expected average number of future passengers arriving within this interval and is properly standardized by the integral sum of all weighting factors. Furthermore, Little's law refers to Cassandras et al. "Introduction to discrete event systems" (Netherlands Dordrez, Krueber Academic Publishers, 1999). Is specified. This is finally the time standardized expected wait for future passengers Calculate
현재의 승객과 장래의 승객들의 대기 시간의 계산 가능한 추정치 (211) 및 (221)를 얻음으로써, 이들 대기 시간은, 예컨대 가중치에 의해서(0≤α≤1), 단일의 조정된 대기 시간(2231)으로 조합되어(230), 조정된 대기 시간은 으로 된다.Computable estimate of waiting time for current and future passengers (211) and By obtaining (221), these waiting times are combined (230) by a single adjusted wait time (2231), for example by weight (0 ≦ α ≦ 1). Becomes
현재의 승객 및 장래의 승객의 대기 간의 밸런스는 시스템이 승객들을 수송함으로써 현재의 제한으로부터 얼마나 빨리 자유롭게 되는지에 달려있다.The balance between the current passenger and the future passenger's wait depends on how quickly the system is freed from the current limitations by transporting passengers.
따라서, α의 최적값은 경험적으로 엘리베이터 시스템의 물리적 동작 특성에 근거하여 결정될 수 있다. 본 발명에서는, 빌딩의 높이와 샤프트의 수에 관계없이, 간격 [0.1, 0.3] 이내의 가중치가 안정하게 수용 가능한 결과를 산출한다는 것을 발견하였다.Thus, the optimal value of α can be empirically determined based on the physical operating characteristics of the elevator system. In the present invention, regardless of the height of the building and the number of shafts, it was found that weights within the interval [0.1, 0.3] yield a stably acceptable result.
(발명의 효과)(Effects of the Invention)
이상 설명한 바와 같은 시스템 및 방법은, 종래의 스케줄링 처리에 대해서 대기 시간을 5%~55%로 정도 절약하여 대기 시간을 상당히 줄일 수 있다. 이들의 향상은 장래 승객들에 대한 예지 정책 덕분이다. 업-피크 트래픽에서의 엘리베이터의 성능은 통상적으로 빌딩에서 필요한 샤프트의 수를 결정한다. 본 발명은, 빌딩에서 엘리베이터를 설치하는 표준 가이드라인을 이용함으로써, 우수한 서비스를 제공하면서 중층 및 고층 사무실 빌딩에 대해 요구된 샤프트의 수를 하나씩 종종 줄일 수 있다. 중층의 빌딩, 예컨대 25~30층의 빌딩에서는, 엘리베이터당 비용이 약 200,000$일 수 있다. 샤프트를 제거하여 빌딩의 비용을 줄일 뿐만 아니라, 유지 비용도 줄일 수 있으며, 사용 가능한 층 공간을 증가시킬 수 있다.The system and method as described above can considerably reduce the waiting time by saving about 5% to 55% of the waiting time for the conventional scheduling process. Their improvement is due to the anticipation policy for future passengers. The performance of an elevator in up-peak traffic typically determines the number of shafts needed in the building. The present invention can often reduce the number of shafts required for mid- and high-rise office buildings, one by one, while providing excellent service by using standard guidelines for installing elevators in buildings. In a medium story building, such as a 25-30 story building, the cost per elevator can be about $ 200,000. The removal of the shaft not only reduces the cost of the building, but also reduces maintenance costs and increases the available floor space.
본 발명은 바람직한 실시예에 의해서 설명했지만, 본 발명의 범위 및 사상 내에서 다양한 다른 적용 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위 및 사상 내에서 귀착되는 첨부된 청구범위의 목적이 이러한 모든 변형 및 변경을 포함한다.While the invention has been described in terms of preferred embodiments, it will be understood that various other applications and modifications are possible within the scope and spirit of the invention. Accordingly, the objects of the appended claims, which come within the scope and spirit of the invention, include all such modifications and variations.
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